耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料及其制备方法技术

本发明专利技术公开的耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料是由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60～80份，聚乙烯10～40份，三元乙丙橡胶0～30份，树脂相容剂2～10份，无卤膨胀型阻燃剂35～65份和交联剂0.5～2份共混组成，其无卤膨胀型阻燃剂中至少有一个成炭剂组份是熔点≤155℃，初始热分解温度≥245℃。本发明专利技术还公开了其制备方法。由于本发明专利技术引入的低熔点、高初始热分解温度的成炭剂组份的可加工温度窗口宽，且与电缆料基材树脂的加工温度匹配，使其能够在加工过程中熔化和更好的分散，从而提高了阻燃效率，降低了对基材树脂力学性能的影响，使之能同时赋予电缆料优异的阻燃性能和力学性能。本发明专利技术制备方法简单，操作方便，易于控制和工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开的耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料是由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物60～80份，聚乙烯10～40份，三元乙丙橡胶0～30份，树脂相容剂2～10份，无卤膨胀型阻燃剂35～65份和交联剂0.5～2份共混组成，其无卤膨胀型阻燃剂中至少有一个成炭剂组份是熔点≤155℃，初始热分解温度≥245℃。本专利技术还公开了其制备方法。由于本专利技术引入的低熔点、高初始热分解温度的成炭剂组份的可加工温度窗口宽，且与电缆料基材树脂的加工温度匹配，使其能够在加工过程中熔化和更好的分散，从而提高了阻燃效率，降低了对基材树脂力学性能的影响，使之能同时赋予电缆料优异的阻燃性能和力学性能。本专利技术制备方法简单，操作方便，易于控制和工业化生产。【专利说明】
本专利技术属于无卤阻燃电缆料及其制备
，具体的说，本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来的相关数据统计显示，在全国各类火灾事故中不仅因电气引起的火灾所占比重最大，且电气引发的较大以上等级的火灾事故最多。如2000年~2008年，由电气导致的重特大火灾占统计火灾总数的33% ;由电线短路、电线电缆的老化、负荷过载及电气设备故障等电气原因，导致线缆引燃、火焰蔓延等而引起的火灾占火灾总数的30%以上，且有逐年递增的趋势【李海江.2000-2008年全国重特大火灾统计分析.中国公共安全.学术版(火灾科学).2010，1:64-69.】。其中，2005年12月15日，吉林省辽源市中心医院发生特大火灾事故，造成39人遇难，直接经济损失821万元，火灾起因是该医院使用了质量不合格的电缆，导致中心医院配电室电缆沟内发生电缆短路起火引燃了可燃物。2010年I月5日，湖南省湘潭市湘潭县谭家山镇立胜煤矿井下240米处在生产过程中发生电缆起火，导致34名矿工遇难，直接经济损失2962万元；《国务院对三起特别重大事故调查处理报告作出批复》中指出该次火灾事故直接原因是立胜煤矿中间立井三道暗立井内敷设的非阻燃电缆老化破损，短路着火，引燃电缆外套塑料管，产生大量有毒有害气体，造成人员窒息伤亡。一系列的火灾案例表明，一旦引发这类火灾事故，不仅造成巨额的财产损失，还会导致重大人员伤亡，这就使得电线电缆的防火安全问题及无卤阻燃电线电缆的研发与应用变得极为重要和紧迫。而常用的防火阻燃电线电缆的护套层均采用的是含卤阻燃聚合物，而含卤阻燃聚合物材料在燃烧时易分解生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体(如氯化氢等)，有的甚至产生高浓度的二恶英而造成“二次灾害”，故国家要求在奥体中心、机场、车站、地铁、核电站、化工、高层建筑和舰船等特殊场合必须选用无卤低烟阻燃电线电缆，因此电缆料阻燃的无卤化已成为消防科技、社会发展的必然趋势。目前研究较多又被广泛应用的无卤阻燃电缆料是采用高含量金属氢氧化物作为阻燃剂阻燃聚烯烃制备而成的，如日本Yasumoto (US20080029743)公开报道的一种电缆料用阻燃聚烯烃的制备方法，就是在由多步聚合的丙烯共聚物80份，低密度聚乙烯10份，改性聚丙烯10份组成的聚烯烃基料中加入250份阻燃剂Mg (OH)2制成，该材料的极限氧指数(LOI)为32.0%，断裂伸长率为220%。又如CN1581369公开的一种无卤非磷阻燃电缆护套料，是在100份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中加入了 130份丙烯酸改性氢氧化铝和30份油酸钠改性氢氧化镁制备而成，该电缆料的伸长率为164%，LOI为41.2%。由此可见，虽然采用氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂可获得较好的阻燃性，但阻燃剂的添加量非常大。如此高的填充量将极大的损害电缆料的可加工性能、柔性(断裂伸长率)、耐低温等性能，使得其已不能满足我国行业标准GA306.1-2007对阻燃电缆材料的耐低温性能提出的明确要求，尤其是其中规定了材料在-15 °C时的断裂伸长率> 20%。膨胀型阻燃剂(IFR)由于其特殊的膨胀阻燃机理，已被广泛应用于聚烯烃及涂料的阻燃研究，使其阻燃的高分子材料不仅具有抗熔滴行为，即长时间或重复暴露在火焰中仍具有极好的抵抗性，且还具有无卤、无锑、低毒、低烟、无腐蚀性气体等优点，被誉为阻燃技术的一次革命。IFR由酸源、炭源和气源组成。目前应用最为成熟和广泛的膨胀型阻燃剂当属常规膨胀型阻燃剂体系:聚磷酸铵+季戊四醇(+三聚氰胺)。为了解决电缆料中无机阻燃剂添加量大的问题，科研人员开始尝试将IFR用于电缆料的阻燃中，如CN101481475公开了一种紫外光交联膨胀型阻燃聚烯烃电缆绝缘护套料，该护套料中所使用的膨胀型无卤阻燃剂就为聚磷酸铵+季戊四醇(+三聚氰胺)，或聚磷酸铵+大分子三嗪系，或季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐类化合物。然而上述膨胀型阻燃剂在用于聚烯烃电缆绝缘护套料中却存在很多应用缺陷，主要表现为(I)上述各个阻燃剂组份为电缆料加工温度下(90~180°C )不能熔融或者在阻燃剂组分自身的熔点附近开始热分解或者升华的化合物，使得阻燃剂在树脂基材中的均匀分散成为难题，(2)季戊四醇的热稳定性差，初始热分解温度为211°C，在聚合物的加工温度下易分解，(3)季戊四醇水溶性强，室温下的溶解度为6.8g/100ml，导致凡是采用季戊四醇为成炭剂的IFR均存在热稳定性差，耐水性差，进而使被阻燃材料在使用过程中由于阻燃剂析出和水溶性导致其阻燃性能会出现逐渐丧失的问题。针对上述问题，相关科研人员虽开展了许多研究，但是迄今为止，还未见关于热稳定性好且成炭剂组份具有熔融特性的无卤膨胀型阻燃剂用于阻燃电缆料的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对已有技术存在的问题，首先提供一种耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料。本专利技术的另一目的是提供一种上述耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料的制备方法。本专利技术提供的耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料，该电缆料按质量份计是由以下组分共混组成:乙烯-醋酸乙烯S丼聚物(EVA)60~80份聚乙烯(PE)10~40份.....::儿乙丙橡胶(EPDM )O~30份树脂相弃剂2~丨O份无丨句膨胀型附燃剂35~65份交联剂0.5~2份，其中所含的无卤膨胀型阻燃剂以质量分数计是由60~77%的酸源、20~35%的炭源和3~10%的阻燃协效剂组成，酸源和炭源在20°C下于水中的溶解度< 0.5g/100ml，且炭源中至少有一个成炭剂组份是熔点< 155°C，初始热分解温度> 245°C的化合物，该化合物是由下述1、II表示的结构单元或1、I1、III表示的结构单元组成:【权利要求】1.一种耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料，该电缆料按质量份计是由以下组分共混组成: 2.根据权利要求1所述的耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料，该电缆料所含的酸源为蜜胺包覆聚磷酸铵、环氧树脂包覆聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵、6MD树脂包覆聚磷酸铵、MF树脂包覆聚磷酸铵或MF树脂磷酸盐包覆聚磷酸铵中的任一种，且聚磷酸铵的聚合度≥700 ;所含的炭源为双季戊四醇、三季戊四醇、9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-丁二酸与三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的酯化产物和9，10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲-丁二酸与对苯二甲酸和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯的共同酯化产物中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料，该电缆料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐低温柔性可交联无卤阻燃电缆料，该电缆料按质量份计是由以下组分共混组成：其中所含的无卤膨胀型阻燃剂以质量分数计是由60～77%的酸源、20～35%的炭源和3～10%的阻燃协效剂组成，酸源和炭源在20℃下于水中的溶解度≤0.5g/100ml，且炭源中至少有一个成炭剂组份是熔点≤155℃，初始热分解温度≥245℃的化合物，该化合物是由下述Ⅰ、Ⅱ表示的结构单元或Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示的结构单元组成：其中Ⅱ的结构单元数∶[Ⅰ+Ⅲ]的结构单元数为1.33～1.67，Ⅰ的结构单元数为[Ⅰ+Ⅲ]的结构单元数的20～100%，各结构单元或其形成的链段是按羧基和羟基官能团任意连接组合的。FDA00003294228000012.jpg,FDA00003294228000021.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛欣国，李风，兰彬，张翔，卢国建，彭波，冯军，尹朝露，唐勇，张帆，刘微，张秉浩，
申请(专利权)人：公安部四川消防研究所，
类型：发明
国别省市：